(57)【要約】      （修正有）【課題】オーバレイ要件を緩和することによって二重露光テクノロジを改善する。【解決手段】アラインメントマークを形成するためにメインマークＭ０のパターンをベース層Ｗに転写し、ベース層Ｗにパターン受け層Ｌ２を堆積させ、第１リソグラフィプロセスにおいて、メインマークＭ０を使用して、第１パターンＰＴ１およびローカルマークパターンＬＭを含む第１マスクを位置合わせし、第１パターンＰＴ１およびローカルマークパターンＬＭをパターン受け層Ｌ２に転写し、ローカルマークパターンＬＭを使用して、第２パターンＰＴ２を含む第２マスクＭＳ２をパターン受け層Ｌ２に対して位置合わせし、第２リソグラフィプロセスにおいて、第２パターンＰＴ２をパターン受け層Ｌ２に転写することを含み、第１および第２パターンは、集合パターンＰＴ３を形成するように構成される。【選択図】図４
2007258707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングデバイスから基板にパターンを転写し、
アラインメントマークを形成するためにメインマークのパターンをベース層に転写し、
前記ベース層にパターン受け層を堆積させ、
リソグラフィプロセスにおいて、前記メインマークを使用して、第１パターンおよびローカルマークパターンを備える第１マスクを位置合わせして、前記第１パターンおよび前記ローカルマークパターンを前記パターン受け層に転写し、
前記ローカルマークパターンを使用して、第２パターンを備える第２マスクを前記パターン受け層に対して位置合わせし、
第２リソグラフィプロセスにおいて、前記第２パターンを前記パターン受け層に転写し、前記第１および第２パターンが集合パターンを形成するように構成される、デバイス製造方法。
【請求項２】
前記ベース層は前記基板である、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項３】
前記ベース層は前記基板に堆積させた層である、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項４】
前記ベース層は、前記パターニング受け層の下に少なくとも１つの層を備える、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項５】
前記パターン受け層がハードマスク層である、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項６】
前記パターン受け層が非晶質炭素または窒化ケイ素または多結晶シリコンを含む、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項７】
前記パターン受け層が約２５ｎｍから約１００ｎｍの間の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項８】
前記集合パターンが、前記第１および／または第２パターンの最小ピッチの約半分の最小ピッチのフィーチャを有する、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項９】
前記集合パターンが、前記第１および／または第２パターンの最小ピッチの半分の平均値周辺で変動する最小ピッチのフィーチャを有する、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１０】
前記集合パターンが、約４５ｎｍ以下の最小ピッチのフィーチャを有する、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１１】
パターニングデバイスから基板にパターンを投影するように構成されたリソグラフィ装置であって、さらに、
アラインメントマークを形成するためにメインマークのパターンをベース層に投影し、
前記ベース層にメインマークを生成した後、およびパターン受け層およびレジスト層を設けた後に、前記メインマークを使用して、第１パターンおよびローカルマークパターンを備える第１マスクを位置合わせし、
第１露光において、前記第１パターンおよび前記ローカルマークパターンを前記レジスト層に投影し、
前記第１パターンおよび前記ローカルマークパターンを前記レジスト層に投影し、
前記第１パターンおよび前記ローカルマークパターンを前記パターン受け層に転写し、
前記パターン受け層の上にさらなるレジスト層を設け、
前記ローカルマークパターンを使用して、第２パターンを備える第２マスクを前記パターン受け層に対して位置合わせし、
第２露光において、前記第２パターンを前記さらなるレジスト層に投影し、前記第１および第２パターンが集合パターンを形成するように構成される、リソグラフィ装置。
【請求項１２】
パターニングデバイスから基板にパターンを転写し、
アラインメントマークを形成するためにメインマークのパターンをベース層に転写し、
前記ベース層にパターン受け層を堆積させ、
第１リソグラフィプロセスにおいて、メインマークを使用して、第１パターンおよびローカルマークパターンを備える第１マスクを位置合わせして、前記第１パターンおよび前記局所パターンを前記パターン受け層に転写し、
前記ローカルマークパターンを使用して、第２パターンを備える第２マスクを前記パターン受け層に対して位置合わせし、
第２リソグラフィプロセスにおいて、前記第２パターンを前記パターン受け層に転写するデバイス製造方法によって製造されたデバイスであって、それぞれ最小ピッチを有する前記第１および第２パターンが、前記デバイスに集合パターンを形成するように構成され、前記デバイスの前記集合パターンが、前記第１および第２パターンの最小ピッチの約半分の最小ピッチのフィーチャを有するものである、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィ装置およびデバイスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えばダイの一部または１つまたは幾つかのダイを備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターン化される網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期スキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
【０００３】
二重露光テクノロジは二重パターニング、つまり、第１露光で生成された第１パターンおよび第２露光で生成された第２パターンを含む集合パターン(assembled pattern)を生成することが可能であり、この際、両方の露光を同じパターニング層で実行する。次に、集合パターンを何らかのエッチング技術によってパターニング層から誘電体層へと転写する。
【０００４】
二重露光テクノロジにより、第２パターンによって生成されたフィーチャ(feature)は、第１パターンで生成されたフィーチャの間に配置される。通常、このような集合パターンは、リソグラフィ装置の光学特性によって与えられるような単一露光の臨界寸法ＣＤ(critical dimension)より小さい分解臨界寸法値を有することができる。
【０００５】
二重露光テクノロジでは、第１露光および第２露光のオーバレイ要件は典型的に約ＣＤ／２０のオーダーであり、これは第１露光に対する第２露光の配置によって実質的に影響される。
【０００６】
通常、第１露光および第２露光の位置合わせは、パターニング層の下に画定された同じマークを使用して実行される。このパターニング層はいわゆるハードマスク層とすることができ、これは場合によっては不透明でよく、したがって位置合わせはハードマスクの上の残留トポグラフィで実行される。この残留トポグラフィは、オーバレイ制御に影響を及ぼし得る弱い信号を生じることがある。さらに、第１露光および第２露光の両方をパターニング層の下の同じマークで位置合わせすると、同じ位置測定エラーを２回導入する結果になることがあり、これは位置合わせの精度を著しく低下させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
オーバレイ要件を緩和することによって二重露光テクノロジを改善することができるリソグラフィ装置を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することを含むデバイス製造方法に関し、このデバイス製造方法はさらに、アラインメントマークを形成するためにメインマークのパターンをベース層に転写し、パターン受け層をベース層に堆積させ、メインマークを使用して、第１パターンおよびローカルマークパターンを含む第１マスクを位置合わせして、第１パターンおよびローカルマークパターンをパターン受け層に転写し、ローカルマークパターンを使用して、第２パターンを含む第２マスクをパターン受け層に対して位置合わせし、第２パターンをパターン受け層に転写し、第１および第２パターンは集合パターンを形成するように構成される。
【０００９】
また、オーバレイ要件を緩和することによって二重露光テクノロジを改善するデバイス製造方法を有することが望ましい。
【００１０】
本発明は、パターニングデバイスから基板へとパターンを投影するように構成されたリソグラフィ装置に関し、このリソグラフィ装置はさらに、アラインメントマークを形成するためにメインマークのパターンをベース層に投影し、ベース層にメインマークを生成した後、およびパターン受け層およびレジスト層を設けた後に、メインマークを使用して、第１パターンおよびローカルマークパターンを含む第１マスクを位置合わせし、第１露光において、第１パターンおよびローカルマークパターンをレジスト層に投影し、第１パターンおよびローカルマークパターンをパターン受け層に転写し、さらなるレジスト層をパターン受け層の上に設け、ローカルマークパターンを使用して、第２パターンを含む第２マスクをパターン受け層に対して位置合わせし、第２露光において、第２パターンをさらなるレジスト層に投影するように構成され、第１および第２パターンは集合パターンを形成するように構成される。
【００１１】
さらに、本発明は、パターニングデバイスから基板上とパターンを転写することを含むデバイス製造方法によって製造されるデバイスに関し、このデバイス製造方法はさらに、アラインメントマークを形成するために、メインマークのパターンをベース層に転写し、パターン受け層をベース層に堆積させ、メインマークを使用して、第１パターンおよびローカルマークパターンを含む第１マスクを位置合わせし、第１パターンおよびローカルマークパターンをパターン受け層に転写し、ローカルマークパターンを使用して、第２パターンを含む第２マスクをパターン受け層に対して位置合わせし、第２パターンをパターン受け層に転写することを含み、それぞれ最小ピッチを有する第１および第２パターンが、デバイスに集合パターンを形成するように構成し、デバイスの集合パターンが、第１および第２パターンの最小ピッチの約半分の最小ピッチのフィーチャを有する。
【００１２】
次に、本発明の実施形態を、添付の略図を参照しながら単に例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬを含む。支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴが、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第一ポジショナＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴが、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第二ポジショナＰＷに接続される。投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳが、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）に投影するように構成される。
【００１４】
照明システムは、放射の誘導、成形、または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、またはその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１５】
支持体は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。それは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。支持体は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００１６】
本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００１７】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、Alternating位相シフトマスク、減衰型位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００１８】
本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、またはその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
【００１９】
ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）。
【００２０】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００２１】
リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆うことができるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造体を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２２】
図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼ぶことができる。
【００２３】
イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２４】
放射ビームＢは、支持体（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第一ポジショナ装置ＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールの助けにより実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００２５】
図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動またはスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
【００２６】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも利用できる。
【００２７】
本発明による方法の実施形態について、図２から図４を参照しながら以下で示す。
【００２８】
図２は、パターン受け層を含む基板Ｗを概略的に示したものである。半導体基板でもよい基板Ｗには、誘電体層Ｌ１が堆積される。パターン受け層Ｌ２は、第１露光で生成される第１パターンと第２露光で生成される第２パターンで構成された集合パターン(assembled pattern)を受けるように構成される。通常、パターン受け層Ｌ２は、ハードマスク層などの誘電体層である。パターン受け層Ｌ２の上にはレジスト層Ｌ３が堆積される。
【００２９】
基板Ｗは、基板アラインメントマークとすることができるメインマークＭ０を含む。残留トポグラフィとして知られる現象により、メインマークＭ０の残存マークＲＭがパターニング受け層Ｌ２に存在する。残存マークＲＭは、層Ｌ２に生成すべきパターンを保持するマスクの位置合わせに使用することができる。
【００３０】
残存マークＲＭのアラインメントを使用して、リソグラフィ装置によって第１パターンを含む第１マスクの第１露光を実行する。第１露光後に、レジスト層Ｌ３を現像して、そのレジスト層Ｌ３に第１パターンを生成する。次に、第１パターンをパターン受け層Ｌ２に転写する。レジスト層Ｌ３を除去する。必要なリソグラフィ処理は、任意の周知の方法で実行することができる。
【００３１】
図２では、メインマークＭ０が基板Ｗ（またはゼロ層）に配置されている。メインマークＭ０はパターン受け層Ｌ２の下の任意のベース層Ｗ，Ｌにも配置してよいことを認識されたい。ベース層は基板または基板に堆積させた層とすることができる。このようなベース層はパターン受け層Ｌ２に隣接してよい。
【００３２】
また、誘電体層Ｌ１は２つ以上の（サブ）層を含む積層でもよいことを認識されたい。また、これらの（サブ）層は誘電体材料以外の材料を含んでもよい。
【００３３】
図３は、第１パターンの第１露光後のパターニング層を含む基板を概略的に示したものである。図３では、同じ参照番号の構成要素は前図に示したものと同一の構成要素を指す。
【００３４】
第１露光中に、第１マスクＭＳ１のマスクパターンＭＰ１をパターン受け層Ｌ２に結像する。第１マスクＭＳ１のマスクパターンＭＰ１は、パターン受け層Ｌ２に第１パターンＰＴ１および第１パターンＰＴ１と同時に生成されるローカルマークＬＭを生成するためのパターンを含む。したがって、転写後にパターン受け層Ｌ２は残存マークＲＭ、第１パターンＰＴ１およびローカルマークＬＭを含む。第１パターンＰＴ１およびローカルマークＬＭは同じ第１露光中に生成されるので、ローカルマークＬＭと第１パターンＰＴ１の双方のアライメントは同じである。
【００３５】
パターン受け層Ｌ２の上に、さらなるレジスト層Ｌ４を堆積させる。
【００３６】
図４は、第２パターンの第２露光後にパターニング層を含む基板を概略的に示したものである。
【００３７】
本発明では、第２露光中にパターン受け層Ｌ２に第２パターンＰＴ２を生成するための第２マスクＭＳ２の第２マスクパターンＭＰ２のアライメントは、第２マスクＭＳ２のアライメントをローカルマークＬＭに対して行うときに改善される、ことが認識される。
【００３８】
残存マークＲＭは、誘電体層Ｌ１によってもたらされる歪みで損なわれることがある。対照的に、ローカルマークＬＭは誘電体層Ｌ１によって引き起こされる歪みで損なわれず、（位置合わせの観点から）基板ＷのメインマークＭ０よりも良好に画定される。第２マスクＭＳ２の第２マスクパターンＭＰ２をローカルマークＬＭと位置合わせすることにより、第１パターンに対する第２パターンの位置合わせエラーが相対的に小さくなる。
【００３９】
したがって、リソグラフィ装置は、第２マスクＭＳ２の第２マスクパターンＭＰ２を基板Ｗ上の第１パターンＰＴ１と位置合わせするために、残存マークＲＭ（または、まだ検出可能であればメインマークＭ０）ではなくローカルマークＬＭを使用して位置合わせ手順を実行するように構成される。適切な位置合わせ後、リソグラフィ装置は、第２パターンを含む第２マスクＭＳ２により、さらなるレジスト層Ｌ４の第２露光を実行する。
【００４０】
第２露光後、さらなるレジスト層Ｌ４を現像して、そのさらなるレジスト層Ｌ４に第２パターンＰＴ２を生成する。次に、第２パターンＰＴ２をパターン受け層Ｌ２に転写する。さらなるレジスト層Ｌ４を除去する。上述したように、必要とされるようなリソグラフィ処理を、任意の既知の方法で実行することができる。
【００４１】
リソグラフィ処理により、パターン受け層Ｌ２に集合パターンＰＴ３が形成されており、この集合パターンＰＴ３は、相互に重ね合わされた第１パターンＰＴ１および第２パターンＰＴ２を含む。
【００４２】
上述したように、第１および第２パターンＰＴ１、ＰＴ２はそれぞれ、リソグラフィ装置の光学的特性によって与えられる臨界寸法限界ＣＤを有する。第１および第２パターンＰＴ１、ＰＴ２を適切に位置合わせして重ね合わせることにより、集合パターンＰＴ３は、第１および第２パターンＰＴ１、ＰＴ２のそれぞれについて、臨界寸法限界ＣＤより小さい分解臨界寸法値を有することができる。その結果、集合パターンＰＴ３は、第１および第２パターンＰＴ１、ＰＴ２それぞれより高いフィーチャ密度を有することができる。
【００４３】
さらに、第１パターンＰＴ１と同時に生成されたローカルマークパターンＬＭを使用して、第２パターンＰＴ２を第１パターンＰＴ１に対して位置合わせするので、本発明の方法によると、第２パターンの位置合わせをメインマークＭ０上で実行する方法と比較して、第１および第２パターンのオーバレイエラーが減少する。
【００４４】
集合パターンＰＴ３は、第１および第２パターンの最小ピッチの約半分の最小ピッチのフィーチャ（例えばライン）を有することができる。例えば、第１パターンＰＴ１および第２パターンＰＴ２のフィーチャの最小ピッチは、約９０ｎｍ以下にすることができる。したがって、集合パターンＰＴ３は平均して４５ｎｍ以下の最小ピッチを有することができる。
【００４５】
第２パターンと第１パターンの重ね合わせにより、集合パターンＰＴ３のピッチは、集合パターン全体で最小ピッチにわずかな変動を示すことがある。
【００４６】
パターニング受け層Ｌ２に集合パターンを画定した後、集合パターンＰＴ３を下の誘電体層Ｌ１に転写する。
【００４７】
パターン受け層Ｌ２はハードマスク層とすることができる。これは非晶質炭素、窒化ケイ素または多結晶シリコンで構成することができる。パターン受け層Ｌ２は２５ｎｍから１００ｎｍの間の厚さを有することができる。
【００４８】
本発明の方法は、基板Ｗ層に直接堆積された誘電体層Ｌ１に適用できるばかりでなく、誘電体層Ｌ１の下に以前に生成した１つまたは複数の追加層がある場合にも使用できることが分かる。
【００４９】
本発明による方法は、以下の行為の少なくとも幾つかを含んでよい。つまり、基板Ｗを準備すること、ベース層上にアラインメントマークとしてメインマークＭ０を生成すること、パターン受け層Ｌ２を堆積させること、パターン受け層Ｌ２の上にレジスト層Ｌ３を設けること、メインマークＭ０を使用して、第１パターンＰＴ１およびローカルマークパターンＬＭを含む第１マスクを位置合わせすること、第１露光においてレジスト層Ｌ３に第１パターンＰＴ１およびローカルマークパターンＬＭを投影すること、露光したレジスト層Ｌ３を現像して、第１パターンＰＴ１およびローカルマークパターンＬＭをパターン受け層Ｌ２に転写すること、パターン受け層Ｌ２の上にさらなるレジスト層Ｌ４を設けること、ローカルマークパターンＭを使用して、第２パターンＰＴ２を含む第２マスクをパターン受け層Ｌ２に位置合わせすること、第２露光においてレジスト層Ｌ４に第２パターンＰＴ２を投影すること、および露光したさらなるレジスト層Ｌ４を現像して、第２パターンＰＴ２をパターン受け層Ｌ２に転写すること、である。
【００５０】
第１および第２パターンＰＴ１、ＰＴ２を含む集合パターンＰＴ３を形成する。
【００５１】
第１および第２パターンＰＴ１、ＰＴ２はそれぞれ典型的に最小ピッチを有する。本発明によれば、デバイスの集合パターンは、第１および第２パターンの最小ピッチの約半分の最小ピッチのフィーチャを有することができる。
【００５２】
本発明によれば、リソグラフィ装置は、アラインメントマークを形成するために、メインマークＭ０のパターンをベース層に投影し、基板またはそれに堆積させた層にメインマークを生成した後、およびパターン受け層Ｌ２およびレジスト層Ｌ３を設けた後に、メインマークＭ０を使用して、第１パターンＰＴ１およびローカルマークパターンＬＭを含む第１マスクをベース層に位置合わせし、第１露光においてレジスト層Ｌ３に第１パターンＰＴ１および局所パターンＬＭを投影し、第１パターンＰＴ１およびローカルマークパターンＬＭをパターン受け層Ｌ２に転写した後、およびパターン受け層Ｌ２の上にさらなるレジスト層Ｌ４を設けた後に、ローカルマークパターンＬＭを使用して、第２パターンＰＴ２を含む第２マスクをパターン受け層Ｌ２に位置合わせし、第２露光においてさらなるレジスト層Ｌ４に第２パターンＰＴ２を投影するように構成することができる。
【００５３】
したがって、第１および第２パターンＰＴ１、ＰＴ２を含む集合パターンＰＴ３が形成される。
【００５４】
本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどである。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００５５】
以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィによって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスのトポグラフィを基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力またはその組合わせにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
【００５６】
本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍまたはその辺りの波長を有する）および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【００５７】
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、またはその組合せを指す。
【００５８】
以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはこのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。
【００５９】
上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す図である。
【図２】パターン受け層を含む基板を示す図である。
【図３】第１パターン部分の第１露光後のパターン受け層を含む基板を示す図である。
【図４】第２パターン部分の第２露光後にパターン受け層を含む基板を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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